LOS EFECTOS DEL MICROCLIMA URBANO EN LA SENSACIÓN TÉRMICA Y LA TEMPERATURA EXTERIOR NEUTRA EN CALIENTE VERANO Y EL CLIMA FRÍO DE INVIERNO.

LOS EFECTOS DEL MICROCLIMA URBANO EN LA SENSACIÓN TÉRMICA Y LA TEMPERATURA EXTERIOR NEUTRA EN CALIENTE VERANO Y EL CLIMA FRÍO DE INVIERNO.

Abstracto

Este estudio investigó los efectos de cuatro parámetros de microclima importantes sobre la sensación térmica y la temperatura exterior neutral. Una investigación de campo a largo plazo (más de 2 años) se llevó a cabo en seis espacios públicos típicos en Changsha, China, con el calor del verano y el clima frío de invierno. Durante una sola investigación de un día (09:00-18:00), la temperatura del aire exterior, la humedad del aire, la temperatura global y la velocidad del viento se midieron de forma continua en un punto de medición. Las personas que visitan los espacios públicos (cerca del lugar de medición) fueron invitados al azar para llenar un cuestionario que describe sus sentimientos de confort térmico y otros factores psicológicos importantes. Sobre la base de los datos de campo (7851 muestras), relación entre la sensación térmica al aire libre de las personas y los parámetros de microclima se cuantificaron. Además, se analizó el efecto de los parámetros de microclima en la sensación térmica al aire libre y temperaturas neutros. Los resultados revelaron que los parámetros de microclima al aire libre, la temperatura del aire, especialmente al aire libre, juegan un papel importante en la sensación térmica al aire libre cuando la gente se queda al aire libre. La variación de los parámetros de microclima al aire libre llevó al mayor cambio de temperatura neutra al aire libre en invierno. No se encontraron diferencias estacionales y regionales en la temperatura neutra al aire libre, lo que refleja los diferentes requerimientos de confort térmico en condiciones distintas de microclima al aire libre.

1. Introducción

Con más y más personas que practican actividades al aire libre en su tiempo libre, el confort termal al aire libre se concede una gran importancia. favorable nivel de confort térmico al aire libre puede mejorar la calidad de las actividades al aire libre y aliviar el estrés frío o calor humano debido a condiciones climáticas adversas. Una investigación de campo mostró que el confort térmico fue el factor más importante cuando las personas seleccionan un espacio exterior [1]. Además, cómodo ambiente al aire libre también puede mejorar el confort térmico en el interior [2] y es útil para el ahorro de energía. En los últimos años, el efecto de isla de calor urbano se vuelve más severa con el desarrollo de la ciudad y las condiciones meteorológicas extremas se produce con frecuencia en las ciudades debido al cambio climático global. Por lo tanto, mejorar el confort térmico al aire libre es especialmente importante para las actividades al aire libre de los ciudadanos.

microclima al aire libre es un factor importante que influye en el confort térmico exterior humano. La temperatura del aire, humedad, velocidad del viento y la radiación térmica son cuatro parámetros importantes del microclima exterior. Los parámetros de microclima al aire libre ejercen influencia sobre el confort humano termal al aire libre con dos aspectos importantes: la sensación térmica y la temperatura neutra. Los estudios existentes se centraron en el efecto de diferentes parámetros de microclima en la sensación térmica humana en el medio ambiente al aire libre. Givoni et al.  Encontrado la estrecha relación entre la sensación térmica y la temperatura del aire exterior o la radiación solar [3]. Nikoloupoulou y Lykoudis llevaron a cabo un análisis sobre el confort térmico en los espacios urbanos al aire libre a través de diferentes ciudades europeas [4]. Sus resultados también revelaron que la temperatura del aire y la radiación solar fueron determinantes importantes de la sensación térmica al aire libre. Stathopoulos et al. confirmó que la temperatura del aire juega un papel importante en la determinación de la comodidad general de las personas basado en una investigación de campo en el centro de Montreal Canadá durante 34 días [5]. Un estudio reciente (Ruiz y Correa) llevado a cabo en Mendoza Argentina mostró un alto coeficiente de correlación (> 0,9) entre el exterior voto sensación térmica y la temperatura del aire exterior [6]. El efecto de la humedad del aire y el viento en la sensación térmica exterior dependía de la gama de temperatura del aire exterior, según lo revelado por algunos estudios [4,7,8].

La correlación entre los parámetros de microclima al aire libre y la sensación térmica al aire libre humano se cuantificó con dos tipos de modelos. Una de ellas es el modelo de mecanismo. Este tipo de modelo se desarrolló la relación entre los índices de sensibilidad y el mecanismo de microclima térmicas humanos [9-13]. Los índices mecanismo, como fisiológicamente Temperatura Equivalente (PET) [14], la temperatura percibida (PT) [15] y Universal térmica Climático Índice (UTCI) [16], se establecieron con base en el mecanismo de la transferencia de calor entre el cuerpo humano y microclima exterior. Otro es el modelo empírico. El modelo empírico desarrollado la relación directa entre la sensación térmica y múltiple (o individuales) parámetros de microclima para cuantificar el efecto de los parámetros de microclima al aire libre en el confort térmico [3-8,17,18].

La temperatura neutra exterior refleja la exigencia humana de confort térmico en el ambiente al aire libre, que se define como la temperatura exterior haciendo que la gente se sienta neutro (ni frío ni caliente). Por lo general, la temperatura neutra es una condición térmica cómodo y puede ser aceptada por la mayoría de las personas [19]. En algunos estudios se obtienen temperaturas neutrales al aire libre de diferentes zonas climáticas [12,20-23]. Tal como se recoge en la Tabla 1, el PET neutra al aire libre (NPET) en las ciudades con clima caliente era más alta que las ciudades con clima frío. La diferencia en el NPET exterior era más grande, especialmente en la estación fría. A modo de ejemplo, el invierno al aire libre NPET puede llegar a 29◦C en El Cairo, Egipto (una ciudad subtropical), mientras que se redujo a 5◦C en Kassel, Alemania (una ciudad templada).

Hubo algunas limitaciones en los estudios existentes. En primer lugar, los estudios para hot-verano y el clima frío de invierno eran pocos. El efecto de los parámetros de microclima en el confort térmico al aire libre era distinta en diferentes condiciones climáticas y países. En segundo lugar, las muestras de investigación eran limitadas. En la mayoría de los estudios, la investigación de campo se llevó a cabo sólo en un corto periodo de tiempo (varios días o semanas). Eso significa que los resultados no pueden reflejar plenamente la diferencia en el confort térmico exterior causado por el cambio de temporada en todo un año. En tercer lugar, los estudios existentes no pusieron de manifiesto los efectos de los parámetros de microclima al aire libre en la temperatura neutra al aire libre, que puede proporcionar de forma más útil para el diseño de los espacios públicos.

Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de diferentes parámetros de microclima en la sensación térmica exterior y la temperatura neutral en caliente verano y el clima frío de invierno, en base a lo largo término (casi 2 años) investigación de campo llevado a cabo en diversos espacios públicos de una ciudad típica en China.

2. Método

2.1. Estudio de la ciudad

Changsha es la capital de la provincia de Hunan, situada en la zona centro-sur de China (28◦11? N, 112◦58? E), con un clima de verano caliente y fría de invierno. La variación del clima con diferentes estaciones del año en un año es notable (véase la sección 3.2). Durante los últimos años, el desarrollo de Changsha es rápido, que atrae a más y más personas (más de 7 millones de habitantes). Muchos espacios públicos al aire libre se han construido en la ciudad. La investigación de campo al aire libre de confort térmico se llevó a cabo en algunos espacios al aire libre importantes en Changsha.

2.1.1. Ubicación

Seis espacios públicos al aire libre típicos fueron seleccionados como los lugares de investigación de campo. Las personas pueden visitar libremente estos espacios públicos. Como se muestra en la Fig. 1, tres espacios públicos (P1-P3) localizar en el centro y los otros espacios (P4-P6) en el antiguo y nuevo campus de la Universidad Central del Sur en Changsha. La función de diversas características físicas sobre el microclima exterior fue considerada para la selección de estos lugares. Ubicaciones P1 y P4 son césped sin árboles, mientras que P2 y P6 están en la planta de ladrillo con los árboles altos. Estos cuatro lugares están muy cerca o rodeado (P1) por el cuerpo de agua. Ubicaciones P3 y P5 están en la planta de ladrillo sin árboles y lejos de cuerpo de agua.

2.1.2. Protocolo

La investigación de campo se llevó a cabo al aire libre de tres o cuatro días a la semana a partir de marzo 2012 a diciembre 2013, a excepción de algunos días festivos y el mal tiempo (media / fuerte lluvia, nieve, extremo frío / calor, etc.) días. Durante todo el período, la investigación de campo se llevó a cabo en 146 días en los seis lugares. Entre estos días, hubo 45 días de sol y 87 días nublados. La distribución de los días de investigación en cuatro temporadas fue: 31 días en primavera, 55 días en verano, en otoño 34 días y 26 días en invierno.

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